还原处理

还原处理（共9篇）

还原处理 篇1

近年来,随着社会进步和人们生活水平的提高,各种废水产生量增多带来的环境污染问题日益严重。在各种废水处理方法中,生物法因其成本低、效果好备受关注,其中硫酸盐还原菌(Sulfate reducing bacteria,SRB) 属于代谢谱较宽的广食性微生物,可降解许多难降解物质,工艺费用低、降解污染物种类多,作为处理废水的一项实用技术极具应用潜力。

1 SRB法处理废水的原理

SRB代谢过程中,利用SO2-4作为最终电子受体,将有机物作为细胞合成的碳源和电子供体,降解污染物主要通过以下方式:①SRB产生的H2S与溶解的金属离子反应,生成不可溶的金属硫化物;②硫酸盐还原消耗水合氢离子,使溶液的pH值升高,金属离子以氢氧化物形式沉淀;③SRB的胞外聚合物吸附重金属离子;④SRB代谢过程中分解有机物生成CO2,部分重金属转化成不溶性的碳酸盐⑤通过SRB细胞的新陈代谢,主动吸收、转化并最终积存在其细胞原生质内,降低和清除重金属的毒害。

2 SRB法处理废水的研究进展

2.1 处理含重金属离子工业废水

现代社会每年都会产生大量含重金属离子的废水排入环境,重金属离子在环境中无法被生物分解,经过不断积累容易造成环境的长期污染。重金属离子废水的常见处理方法有凝聚共沉法、电解沉积法、离子交换法、电解法、活性炭吸附法、电渗析法等[1]。这些方法虽然都有一定的效果,但存在二次污染、运行成本高,对低浓度重金属废水处理效果也不理想。近年来,生物法处理金属废水成为国内外科研人员研究的新课题,它具有效率高、选择性强和吸附容量大等优点,不会造成二次污染,具有广阔的应用前景和良好的环境效益。

华尧熙等[2]研究了以厌氧污泥床培养SRB处理含锌废水的工艺,该工艺中SRB以活性污泥的形式存在于反应器中,模拟废水的锌浓度为500mg/L以下时,对锌的去除率高于99%,其单位容积对重金属的去除率最高可达1300mg/(L·d)。马晓航等[3]研究利用SRB处理含锌废水的污泥床工艺及影响运行的主要因素。结果表明,该工艺有机物和锌离子的去除率分别达到73.8%和99.63%。潘响亮等[4]利用SRB混合菌群分泌的胞外聚合物(EPS)吸附水溶液中的Zn2+,结果表明,在初始Zn2+浓度为500mg/L时,EPS对Zn2+的吸附量达到326.07mg/g。田小光等[5]采用化学还原法并结合SRB吸附法研究了从电镀厂的含铬废水中去除铬,当废水中Cr(Ⅵ)的质量浓度为30~40mg/L时,Cr(Ⅵ)的去除率可达99.67%~99.97%。冯易君等[6]采用SRB处理某厂的镀铬废水[29],试验结果表明:经过SRB处理后,铬从98mg/L降到8.1mg/L,铅从0.27mg/L降到0.02mg/L,镉从1.75mg/L降到0.3mg/L。张介驰等[7]研究有还原剂参与下利用SRB净化含铬电镀废水,处理后废水中Cr(Ⅵ)的质量浓度由30~40mg/L下降到0.1mg/L,去除率达到99.67%~99.97%。马军等[8]以SRB为生物絮凝剂对含铬工业废水进行了动态扩大研究,得到最佳工艺条件为:pH 7.5~8.0,水温10℃以上,进水中Cr6+质量浓度最高100mg/L,活性细菌浓度0.8%~1.2%,反应时间13~16min。柴立元等[9]采用改性活性污泥体系处理含铬废水,改性体系能有效处理浓度为200mg/L的含六价铬废水,铬(Ⅵ)的去除率高达99.83%,且体系对共存重金属离子均有良好的去除效果。

2.2 处理有机废水

随着工业的发展,化工、制药、制革、造纸、发酵和食品加工等领域在生产过程中排放出大量高浓度硫酸盐工业废水,这些废水若处理不善, 遇到厌氧环境会在SRB作用下产生H2S, H2S能严重腐蚀处理设施和排水管道,且气味恶臭,排入水体会使受纳水体酸化,pH值降低,危害水生生物,危害人体健康和生态平衡。对于高浓度硫酸盐有机废水,比较常用的是两相厌氧消化法,即首先利用SRB对废水中的硫酸盐进行还原,以消除硫酸盐还原作用对产甲烷菌的抑制影响,再进行甲烷发酵,这样有利于提高工艺运行的稳定性和去除效率[10]。

赵金辉等[11]采用A/BAC-SRB工艺对有机磷农药生产废水处理进行了研究,当进水CODCr为2012mg/L,BOD5为344mg/L,TP为250mg/L,OP为132mg/L时,其总去除率分别为95%,80%,70%和55%。缪应祺等[12]进行了SRB处理钛白粉生产废水试验研究[31],试验结果表明:对模拟废水,42h内SO2-4的去除率达到92.1%,对钛白粉生产废水,42h内SO2-4的去除率达到92.1%。刘广民等[13]采用SRB在连续流搅拌槽式反应器中处理硫酸盐废水,当HRT>5.2h时,能够保证硫酸根去除率≥80%,SO2-4负荷最高可达7.58kg/(m3·d)。陈业钢等[14]利用水解酸化—厌氧工艺处理高浓度抗生素废水,CODCr与SO2-4总去除率分别可达75.5%和95.2%。杨景亮等[15]对SRB处理青霉素生产过程中排放的高浓度硫酸盐废水进行了研究,当SO2-4负荷为5kg/(m3·d),进水COD/SO2-4为2.5~2.8时, SO2-4去除率为68%~78%;进水COD/SO2-4大于3时SO2-4去除率大于90%。贾省芬等[16]研究了硫酸盐还原菌混合培养物对染料的脱色作用,当上清液中含有H2S时,在1h内不同染料(50mg/L)的脱色率可达25.58%~98.8%,而完整细胞的脱色率则为6.99%~80.60%。

2.3 处理酸性矿山废水

酸性矿山废水的污染是一个全球性的问题,主要特征表现在低pH值、高浓度硫酸盐浓度和高浓度可溶性重金属离子等。目前国内外治理酸性矿山废水采用的方法有中和法、湿地法和微生物法。中和法反应时间短、工艺简单,但其投资大,运行费用高,易造成二次污染。湿地法投资少,运行费用低,易于管理;但是其占地面积大,处理受环境影响很大,而且对H2S的处理也不彻底,在应用上受到一定限制。微生物法包括硫酸盐还原菌法和氧化亚铁硫杆菌法,其中硫酸盐还原菌法应用较广[17]。

Phillip等[18]利用上流式填充床反应器处理酸性矿山排水,在pH为3.25的情况下,38.3%的硫酸盐被还原,且废水pH上升到5.82。在pH=3.0时,检测不到产生的硫化物,硫酸盐还原率降到14.4%。James等[19]采用当地马铃薯加工厂废料马铃薯皮和肉牛厂粪便的混合物来充当电子供体,当添加量适中选取有机物时,SO2-4、Fe、As的浓度分别由1200mg/L、100mg/L、5mg/L降为接近零,pH由6升至中性。Vladislav等[20]以铁屑作为生物膜载体,以糖蜜为碳源对填充床和流动床反应器进行试验,在填充床反应器中,COD由4.7g/L降解为0.39g/L,在流动床反应器中降解为0.36g/L。李亚新等[21]用生活垃圾酸性发酵产物作为碳源,研究了在初级厌氧阶段SRB处理酸性矿山废水的性能和工艺特点,得出在温度为35℃,回流比为50:1,HRT=12h,CODCr/SO2-4值约为1.12的条件下,废水经过SRB厌氧生物处理后SO2-4的还原率为86.73%,CODCr降解率达到85.69%。肖利萍等[22]利用被动处理技术SAPS对酸性矿山废水进行处理,将锯屑与鸡粪混合物的发酵产物作为SRB的碳源,废水获得了充足的碱度,Fe2+和Cu2+的去除率均大于90%,SO2-4的浓度也有大幅度降低。

3 结 论

硫酸盐还原菌具有生存能力强,代谢谱较宽等许多特点,利用SRB的处理废水工艺也具有投资小、运行费用低、工艺稳定、适应性强等优点,具有广阔的应用前景。从长远看,要最大限度发挥硫酸盐还原菌在废水处理中的作用,还必须进一步深入研究硫酸盐还原菌的作用机理,解决许多技术上的问题。主要包括:(1)SRB的生长规律有待探明,SRB与生态系中的其他微生物(如产甲烷菌、产氢产乙酸菌)之间的相互关系也有待进一步研究;(2)如何保持常温下SRB的生化活性问题;如何消除重金属离子和硫化氢对SRB的抑制问题;(3)在酸性环境中,如何达到较高的SO2-4还原率,降低出水中的COD问题;(4)污泥中有用物质的回收和无用物质的贮存问题;(5)高效菌的筛选、固定化、最大生物量及活性的保持问题;(6)产物H2S释放导致下游腐蚀作用问题等。解决上述问题,有利于提高硫酸盐还原菌在废水处理上的能力和效率,有利于SRB技术在实践中的推广和应用,充分发挥SRB在废水处理中的潜力。

摘要：硫酸盐还原菌(SRB)在废水处理方面有独特的优势,可降解很多其他微生物难以降解的物质。本文在阐明SRB降解水中污染物原理的基础上,充分探讨了SRB在处理重金属废水、矿山酸性废水、有机废水中的应用现状及研究进展,并对其在废水治理方面进行了展望。

关键词：硫酸盐还原菌,重金属离子废水,酸性矿山废水,有机废水

还原处理 篇2

含铬废水还原处理的条件及效果研究

研究了硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠4种还原剂处理含铬废水时的还原性能,用吉布斯自由能分析了pH值对还原效果的影响.通过试验确定最佳加药量.用硫酸亚铁和亚硫酸氢钠调试含铬废水,最后选用亚硫酸氢钠还原剂.

作 者：杨广平张胜林 张林生 YANG Guang-ping ZHANG Sheng-lin ZHANG Lin-sheng  作者单位：杨广平,张林生,YANG Guang-ping,ZHANG Lin-sheng(东南大学,环境工程系,江苏,南京,210096)

张胜林,ZHANG Sheng-lin(江苏省环保厅,科技处,江苏,南京,210013)

刊 名：电镀与环保  ISTIC PKU英文刊名：ELECTROPLATING & POLLUTION CONTROL 年，卷(期)： 25(2) 分类号：X781.1 关键词：还原剂   含铬电镀废水   研究  

还原处理 篇3

目前,国内外治理电镀废水的方法很多,有物理法、化学法、生物处理法等[1,2,3],但由于设备投资、运行和药剂费用高,使中小企业难以承受,致使部分电镀废水未经处理便直接排入水体,对环境造成严重污染。为了消除重金属离子的污染,降低废水中有害金属离子的含量,开发合理的废水处理工艺具有重要意义。

在处理电镀废水的试验研究中发现,采用生产钛白副产的绿矾作为还原剂,首先对电镀废水中的Cr6+进行还原处理,然后利用工业废渣——电石渣对还原后的水样进行絮凝沉淀,去除其中的重金属离子,处理效果较理想,能有效地去除多种金属离子。本工作对该体系用于电镀废水处理的工艺条件进行了研究,并考察了其处理效果。

1 试 验

1.1 主要仪器及试剂

PHS - 3C型酸度计;722型分光光度计;WYX - 401原子吸收分光光度仪;HY - 2型调速多用搅拌器。

浓硫酸(化学纯);PAM(聚丙烯酰胺,质量分数0.1%);绿矾(工业副产品):取自株洲化工集团钛白粉厂;电石渣:取自株洲化工集团PVC厂的工业废渣,主要成分为Ca(OH)2,其化学组成见表1;电镀废水取自湘潭某小型电镀厂,其含有总铬13～15 mg/L,3～5 mg/L Cr6+,10～14 mg/L Cu2+,14～18 mg/L Ni2+,20～30 mg/L Zn2+,pH值3.5～4.5。

1.2 原 理

1.2.1 六价铬的还原

在弱酸性条件下,用绿矾作还原剂,首先将废水中的六价铬还原成三价铬。其反应式如下:

undefined3++7H2O

1.2.2 铬、镍、锌、铜离子的絮凝沉淀

将还原后的废水用工业电石渣悬浊液调节pH值,再加入絮凝剂PAM进行絮凝沉淀,使废水中的Cr3+、Ni2+、Zn2+、Fe3+、Cu2+生成相应的氢氧化物沉淀,从而除去废水中所含的重金属离子。

1.3 方 法

电镀废水处理的试验流程见图1。试验时移取100 mL电镀废水置于250 mL烧杯中,用1 moL/L H2SO4调节废水pH值到所需的范围,再加入一定量的钛白副产物绿矾作为还原剂,室温下快速搅拌(转速120 r/min)一定时间,将废水中的六价铬还原成三价铬,然后加入适量的质量分数10%的电石渣悬浊液,调节pH值到所需的范围,再加入0.1%PAM溶液,并继续搅拌(转速60～80 r/min)后沉淀10 min,倒出上层清液,对沉淀进行过滤。采用PHS - 3C型酸度计测定pH值,用二苯碳酰二肼分光光度法测定六价铬和总铬[4],用WYX - 401原子吸收分光光度仪测定其他重金属离子的含量。试验过程中的绿矾用量、还原反应的pH值、还原时间、絮凝沉淀过程的pH值及絮凝沉淀时间等根据试验需要而定。

2 结果与讨论

2.1 绿矾用量对Cr6+去除率的影响

在废水pH值3～4、还原搅拌时间50～60 min的相同条件下,按试验方法反复进行试验,考察绿矾用量对Cr6+去除率的影响,试验结果见图2。加入绿矾的作用是将废水中的Cr6+还原成Cr3+。因此,为了使废水中的Cr6+完全被还原,加入绿矾的量不得低于水样中Cr6+还原反应的理论需要量。由图2可以看出,铁铬比(Fe2+与Cr6+质量比)越大,Cr6+的去除率越高,当铁铬比为20时,Cr6+的去除率达98.5 %,但当铁铬比大于20后,Cr6+的去除率不再发生变化。因此,试验时緑矾的用量按铁铬比(质量比)为20进行投加。

2.2 还原反应pH值对Cr6+去除率的影响

在还原搅拌时间为50～60 min、铁铬比20的相同条件下,按试验方法反复进行试验,考察还原反应的pH值对Cr6+去除率的影响,试验结果见表2。由表2可以看出,随着废水pH值的升高,Cr6+去除率却不断降低,说明pH值越低,还原反应越快,pH值越高,还原反应越慢,与试验原理相符;但当pH值等于6时,Cr6+去除率却反常的高,这时并不是溶液中的Cr6+发生了还原反应,而是由于废水的酸度太低,Cr6+以其他形式存在于溶液中[5],这进一步说明了该还原反应只能在酸性条件下进行。因此,在确保处理后的水能够达标排放的情况下,为了节约酸的用量及中和沉淀碱的用量,应尽可能将pH值控制高一些。本试验将还原反应的pH值控制在3.0～4.0。

2.3 还原时间对Cr6+去除率的影响

在废水pH值3～4、铁铬比20的相同条件下,按试验方法反复进行试验,考察还原时间对Cr6+去除率的影响,结果见表3。由表3可知,在试验条件下,使Cr6+达到排放标准,还原反应时间需要50 min以上。这可能是由于原废水中Cr6+的浓度较低,使得Cr2O2-7/Cr3+降低,即反应动力减小,导致反应速度减慢,从而需要较长的还原时间。因此,用绿矾作为还原剂将含低浓度Cr6+废水中的Cr6+还原成Cr3+时,其还原时间应控制在50～60 min为宜。

2.4中和反应pH值对Cr3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+去除率的影响

在铁铬比为20、pH值3.0～4.0、搅拌时间为50 min的相同条件下,按试验方法先进行Cr6+的还原试验,然后向还原液中加入质量分数为10%的电石渣悬浊液调节pH值,再加入0.5 mL 0.1%PAM溶液,进行中和沉淀试验,考察中和反应的pH值对Cr3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+去除率的影响,结果见表4。由表4可以看出,当pH值在8.6～9.2之间时,废水中的各重金属离子均达到了排放标准。另外,上述中和沉淀试验中所得沉淀物极易沉淀,而且得到的矾花都比较粗大、结实,不易破碎。这主要是因为在中和反应过程中,一方面形成的Fe(OH)3对Cr(OH)3、Zn(OH)2、Cu(OH)2、Ni(OH)2等具有吸附作用,对沉淀的长大具有促进作用;另一方面非离子型表面活性剂PAM具有桥联和卷曲作用,将非稳粒子联结在一起,对沉淀的形成与坚实具有促进作用[6]。通过上述两方面的作用,加速沉淀过程并形成较大的颗粒,从而改善了絮凝体的沉降性能,强化了去除效果。

在上述最佳试验条件下,用生产物钛白副产绿矾及电石渣进行多组含铬、镍等重金属离子电镀废水的处理试验,结果显示,处理后的水样中各重金属离子浓度及总铬浓度均低于国家排放标准。

3结 论

(1)用绿矾 - 电石渣处理电镀废水的最佳工艺条件为:铁铬比20,还原反应的pH值3.0～4.0,还原反应时间50～60 min,中和反应的pH值8.6～9.2。

(2)用绿矾 - 电石渣处理电镀废水时,pH值是一个重要工艺条件,无论还原反应还是中和沉淀反应,都需要对pH值进行严格的控制。

(3)按该工艺方法进行电镀废水的处理,不但综合利用了工业废渣——电石渣中的有效成分,而且将废渣消除在再利用过程中,做到了社会环境效益和经济效益的统一,具有较好的推广应用价值。

参考文献

[1]朱耀华.电镀废水治理技术[M].北京:中国环境科学出版社,1992.

[2]马洪芳,刘志宝.用铝盐絮凝剂处理含铬废水的研究[J].材料保护,2003,36(3):53~54.

[3]杨明平,傅勇坚,李国斌.用钛白生产副产物绿矾处理含铬废水[J].材料保护,2005,38(6):53~54.

[4]污染源统一监测分析方法编写组.污染源统一监测分析方法[M].北京:技术标准出版社,1983.

[5]南京大学.无机及分析化学[M].北京:高等教育出版社,1998.

还原处理 篇4

年处理万吨废机油还原基础油工程。2．投资方情况

投资者：XX省xxxxx 有限公司

注册国家：。中国XX省 法定地址：XX省 XXXXXX工业园区

法定代表姓名： 法定代表职务： 投资者概况： 3．项目提出的理由

我国正处于工业化高速发展阶段，一方面是经济的高速增长，另一方面也付出了沉重的环境代价。能耗高，尤其是重化工业能源、资源消耗量高，万元GDP能耗是日本的4.43倍，是世界平均水平的2.2倍，主要工业产品单位能耗比国际先进水平高20%—40%。单位GDP有色金属（铜、铝、铅、锌）资源消耗量约为日本的7.1倍，美国的5.7倍；钢材是世界平均水平的3.6倍，且矿产资源回收率比国外低20%。

工业废弃物环境负载大。2006年废水COD排放总量和二氧化硫排放量同比分别增加了18%和12%，未能达到当年节能减排的目标。我国润滑油产量约占石油总产量的3%，而各种润滑油使用寿命不同，用到一定时限就必须更换。据中央电视台2007年9月报道，我国每年产生的废机油总量达1000万吨以上。过去人们往往把废油倒掉随意处理，造成了对环境中土壤及水系的严重污染。也有的人将废油直接当作炉用燃料，许多废润滑油中都有重金属肖.重金属盐添加剂，含氯有机化合物，含硫有机化合物，含磷有机化合物。有些含氯化合物是芳烃的氯取代物，这些含重金属硫、磷、氯化合物属于有毒物，对人体及生物有害。并带来烟气中含有重金属氧化物及燃烧不完全的而生成的多环芳烃氧化物，环保效应太差是不可取的。这样的发展是不可持续的，环境问题已成为制约我国经济发展、影响社会和谐的重要因素。只有加快转变经济增长方式，在可持续发展的战略下开发可再生资源，大力推进循环经济发展，中国才能从根本上缓解资源和环境压力，实现建设资源节约型和环境友好型社会的长期目标，逐步达到人与自然的和谐。

2009年1月1日实施的循环经济法是一种以资源高效利用和循环利用为核心，以“三Ｒ”为原则（即减量化Ｒｅｄｕｃｅ、再使用Ｒｅｕｓｅ、再循环Ｒｅｃｙｃｌｅ）；以低消耗、低排放、高效率为基本特征；以生态产业链为发展载体；以清洁生产为重要手段，达到实现物质资源的有效利用和经济与生态的可持续发展。

年处理1万吨废机油回收还原项目正是根据循环经济理念提出。(二)项目概况 1）企业法定地址

企业法定地址在XX省 XXXXXXX工业园区。2）建设规模与目标

“发展循环经济，在XX省 造一个油田”是我们的发展目标。

本项目拟建设年处理万吨废机油回收还原项目。首期投资为年处理1万吨废机油回收还原厂。该项目采取国内（世界）先进技术进行建设，该首期项目建成投产后将每年向社会提供优质原料基础油、汽油、柴油等产品约9千吨，沥青添加剂约1千吨，实现销售收入约近8千万元/年，不仅投资者可以获得良好的经济效益，它的建成对XX省 周边地区的油脂加工、精细化工、汽车制造、机械和外贸进出口及物流等的促进和发展都有很强的带动作用，加快油脂循环应用发展速度，是资源再生利用和科技开发综合性项目，符合国家关于节能减排和科技成果推广应用等产业政策，是国家大力提倡和重点扶持的项目对象。3）主要建设条件

(1)符合地区规划要求。本项目拟在XX省 XXXXXXX工业园区进行建设，该园区的设立已列入该市城市总体规划纲要。

(2)市场容量大。XX省 和邻近省份是我国经济发达的地区，市场容量大，物流运输和加工工业发达，有利于产品的销售。

(3)交通运输便利。工业园区地理位置优越，水、陆交通十分便利，有利于产品、设备和原材料运输。

(4)原材料供应有保障。目前原材料可就近采购，扩产后XX省和周边相邻省份原材料供应充足。

4）项目投入总资金及效益情况

项目首期投入设备总资金共计1500万元，经估算，项目财务内部收益率很高，国民经济评价结果表明，此项目能提高能源效益，减少能源消耗，为未来能源发展奠定基础，具有较好的直接经济效益和间接经济效益。无论从财务评价和国民经济评价角度看，项目都是可以接受的。

二、市场预测(一)产品的主要用途

本报告的产品市场预测仅以润滑油的基础油为例。润滑油的基础油的使用量非常大，原料（废机油）的来源也广泛。由于各行各业都会用上各种各样的润滑油而基础油就是润滑油的主要原料。我们生产还原的是基础油，目前基础油是供不应求，缺口很大，正好我们的项目是填补这个缺口，减轻国家石油资源瓶颈的压力。(二)产品市场供需现状

过去10年，中国成品油需求的增长速度与中国经济的增长速度保持一致，成品油消耗以约8.6%的年增长率上升，成品油消费量也已跃居世界第三位。而我国的原油开采却达不到2亿吨。今后，我国的成品油需求量将继续增长。预计到2020年，我国GDP 将达到2000年的4倍。

(三)产品目标市场分析 1．目标市场确定

本项目地处中国沿海发达地区毗邻工业重省，目标市场首先是在XXXX、XXX、XXX、等地区，这些地区加工运输能力大，具备国内最大的工业加工出口的生产能力，对基础油的需求70％靠外购，基础油需求量有很大市场。但由于市场供应不足严重影响和制约了企业的规模发展和竞争力。本项目在我国基础油市场还完全是卖方市场的大好形式下应加快上马扩大产能将目标市场扩充到其他加工较为发达的地区，如：京、沪、江、浙等地和中西部地区。2．市场占有份额分析

本项目基础油投产后在国内所占市场份额估计应在0.1％左右。我国加入WTO后，随着进口关税的降低，国外产品将会更多地涌人我国市场，竞争更加剧烈。为了与国外产品抗衡，必须努力提高质量，降低成本，提高竞争力。(四)价格现状与预测 l.产品国际市场销售价格

基础油价格走势反映了石化工业的基本发展周期。有研究发现，他们的价格取决于可变成本与运费；而价格的上涨一般由中东石化生产厂商所带动，他们的价格取决于石油价格的上涨和欧洲的高需求。2．产品国内市场销售价格

基础油在国内市场的价格随着国际市场的价格波动而波动，由于国内市场的高需求，其价格总的来说高于东南亚地区的价格，随着我国加入WTO后关税政策的调整，经济全球化进程的加快，其差价应趋向缩小。

考虑到国内市场供需之间的矛盾和对基础油高增长率的市场需求，预计在未来的5年内基础油的价格将呈平稳或稳步上升趋势。

根据价格分析和预测，本可行性研究报告基础油价格可以低于进口的基础油。

（五）效益估算

1.若投资年产1万吨设备，每天纯利润收益约10万元 2.若投资年产10万吨设备，每天纯利润收益约100万元 3.根据上面数据不需要半年便能收回设备投资资金。

三、建设规模与产品方案(一)建设规模 1．建设规模方案比选

联合油脂化工项目的建设规模包括基础油装置本身的规模及其副产品产品加工方案的规模两个方面。

基础油装置是联合油脂化工企业的最基本的装置。目前还原基础油装置规模在1万吨／年以上，在10万吨／年以上规模。单从规模经济性考虑，在此范围内原则上规模越大，经济性越好，即规模效应。本可行性研究报告仅对此做了综合描述。主要从油脂原料供应、产品市场容量、经济效益、投资大小和筹资能力等方面进行了建设规模的分析和比选。10万吨／年规模比较适宜；首期1万吨／年较为保险投入资金不是很大风险较小。从市场容量看，两种规模都无问题；从经济效益看，10万吨／年规模优于1万吨/年；从筹资能力看，10万吨／年难于1万吨／年规模。

与基础油装置配套的加工装置的设置方案(包括品种和规模)取决的因素也较多，要从油脂原料、市场、经济效益、管理、投资大小和筹资能力等方面综合考虑。而且基础油装置本身的规模和配套的加工装置方案要相匹配。2．推荐方案及其理由 通过多因素分析比选，主要从油脂原料和资金两个方面考虑，确定本项目的首期建设规模为1万吨／年整套生产装置及必须配套的公用工程和辅助生产设施等。(二)产品方案

根据确定的建设规模，考虑市场导向，确定本项目产品方案为基础油供应厂家，有条件时可以考虑生产品牌润滑油。

四、技术设备工程方案

1、技术方案

受篇幅限制，本范例只就废机油回收装置进行技术方案的描述。

2、工艺流程选择

专利独有的工艺技术。工艺实用工业化程度高，废机油回收基础油的生产工艺已通过中试阶段，产品质量各项指标经广东省中心检验所测试达到并优于1995年修订的基础油国家标准，技术专家组具有本行业20多年的丰富经验。

总的看来，目前世界上废机油回收基础油的生产技术只有少数先进发达国家拥有。我们的技术成熟可靠的，并有丰富的实际生产经验，能安全稳定生产出符合各种要求的产品。该项目全部利用国产设备和自主创新研究开发的新技术，投产后将填补国内空白。

我们应用华南理工大学的高科技无污染还原技术把废机油还原为基础油，我们已经获得该专利技术的使用权。这个项目能把汽车、火车、轮船、飞机等机械设备用过的废润滑油重新利用，缓解石油短缺问题。该项目将以往传统的润滑油生产工艺由“基础油→添加剂→润滑油→废油→低档燃料用油”这样以高物耗、高污染、低效率为明显特征的不可持续发展模式。现在应用华南理工大学高科技还原专利技术整体改变为“基础油→添加剂→润滑油→废油→再生基础油→添加剂→润滑油”以低消耗、无污染、高效率为显著特征的物质循环流动生产过程，是一种适应市场循环经济发展的模式。

该技术是一种“安全、清洁、高效”的可再生循环，是典型的“绿色再生循环工程技术”。在环境特性方面优于其它的回收方法，没有对环境的污染，基本上达到零排放。

3、主要设备选择

在本项目中，由于各套装置的工艺情况不同，操作条件和材质要求各异，设备加工的技术难度差别也很大。因此，各个生产装置的工艺设备的选择和选择设备的情况也不一样。本项目共有设备几十余台(套)，在详细设计阶段将进一步优化确定。本报告的设备选择以回收废机油还原基础油装置为例。

五、主要原材料(一)主要原材料供应

主要原材料品种、规格与年需要量

本项目主要外购原材料，其品种、规格与年需要量见表5一1。表5-1 主要外购原材料表

序号 原材料名称 规 格 年需要量(吨)辅助材料将根据工艺和质量要求、价格等情况，分别从国内和国外采购。大部分催化剂拟从国内采购，其他辅助材料拟主要从国内采购。(二)主要原材料价格 1．价格现状与预测

主要原料回收废油的价格随原油价格而波动。

近年来中国基础油需求猛增，出口减少，进口增加。其价格由其在确定的指导价基础上，根据市场情况而进行调整。2．可行性研究报告采用价格的确定

本项目的基础油定价在低于进口的基础油。基础油价格的确定应按照当时国内市场价格在回收废机油上加适当的加工费为原则，它的价格随市场的高低而变化市场价格。本报告按照上述原则计算提炼还原基础油原料的价格。

六、环境影响评价(一)厂址环境条件 1．大气环境

目前厂址地区空气环境质量良好，基本符合《环境空气质量标准》对“二类地区”的要求，详情略。2．水环境

《XX省 XXXXXXX工业园区环境影响报告书》对该地区海域环境质量现状的分析表明，以工业园区为中心的50平方公里海域内，基本属于第二类水质，详情略。(二)项目的污染源、污染物 本项目产生的废水是生活废水和车间清洁废水、废气主要是CO2、废渣。

废气排放主要是CO2，CO2 是在发酵过程产生的。由于CO2 气体对大气有不良的影响所以在发酵过程一定要控制好。

废渣的处理是把废渣再进行聚合，生成沥青添加剂，物尽其用。

噪声排放，包括产生噪声的装置名称、噪声源名称、噪声特征、噪声声压级及处理措施，详情和表格略。(三)环境保护措施方案 1．依据

(1)《1万吨/年回收废机油工程环境影响报告书》。

(2)国家环保局对《1万吨／年回收废机油工程环境影响报告书》的批复意见。2．执行的环境保护标准(1)《污水综合排放标准》。(2)《地表水环境质量标准》。(3)《海水水质标准》。(4)《环境空气质量标准》。

(5)《大气污染物综合排放标准》。3．污染物的治理措施

(1)废水。本项目生产过程没有污水排放，其他的工厂生活污水、清洁废水(包括循环冷却水排放)及后期雨水，从设计上做到清污分流。能达到《污水综合排放标准》要求后排放人河湾。

(2)废气。本工程排出的废气主要是各种炉子、火炬排出的烟道气，通过一定高度的烟囱排入大气。对可回收的含烃废气进行回收或用作辅助燃料，不能进火炬的低浓度含烃废气经一定高度的排气筒排入大气。符合《大气污染物综合排放标准》

(3)噪声。本工程工作环境的噪声控制将按《工业企业厂界噪声标准》进行设计。对高噪声的设备，将采取相应的降噪措施。4。环境监测

本项目自建环境监测系统，监测的项目主要有各污水外排口水质、外排废气污染物、装置区空气的污染物、噪声及必要的废渣污染物等。(四)环境保护投资

环境保护投资由三废治理设施费、绿化费及监测设施费三部分组成，工艺装置中包含兼用于环境保护的投资。绿化面积按《石油化工企业环境保护设计规范》规定，绿化系数为＞。(五)环境影响评价

本工程各装置采用了目前世界上先进、成熟、可靠的生产技术路线和清洁工艺，同时在工艺过程中采用了一系列控制污染物产生和排放的措施，对所排放的三废采用的治理措施是有效的。同时本项目在三废处理和环境监测方面以工业园区为依托，首先满足工业园区污水处理场的要求，最终达标排放。

项目业主委托XX省XXXX石化环保技术中心负责为本项目编写了环境影响评价报告。该报告在地方环保局组织召开的评估会上得以通过了专家评估。专家认为该报告基本符合石化项目环境影响评估的要求，部分措施需在设计阶段予以优化和完善。

七、劳动安全卫生与消防

本项目属于中型油脂化工企业，是以回收废机油生产还原基础油，具有一定附加值较高的民用化工产品。

在生产过程中需使用的脱色剂、酶催化剂、聚合剂之类，它们没有自燃、易燃、易爆、有毒和强腐蚀等特性。而且有些生产过程是在高温100摄氏度以下，压力在1兆帕，低温10摄氏度的工况下进行。因此在设计中按上述情况考虑了安全技术和工业卫生防护，对于保证人身安全和工厂长周期安全生产都是非常重要的。消防设施 1．火灾隐患分析

本项目涉及的原料、中间产品、产品部分是易燃、的物质。因此本项目大部分原料和产品储存及生产都是消防的重点。2．火灾危险性类别

按照《石油化工企业设计防火规范》，编制表格列出本项目气体物料火灾危险性类别表。本项目生产装置和罐区火灾危险性类别表，具体表格略。

由上述各表看出，本项目气体物料全部属于甲类；液体物料大部分属于甲类，个别属于乙类和丙类；固体物料大部分属于乙类；而生产装置和罐区以甲类居多，乙类次之，极少部分为丙类。3．消防设施

工业园区计划设置四座消防站。为了更好地保障工厂的安全生产，本项目拟设置消防站一座，并设全厂消防控制中心。该中心与工厂中央控制室各设一套火灾报警系统。

还原处理 篇5

1 氧化还原的原理

在化工废水中, 含有许多的有机物以及无机物, 通过有效的化学反应能够将其进行氧化或者是还原, 这样能够将有毒的物质转化成天然物质或者是无毒物, 或者是将水中的物质进行氧化还原反应, 从而能够形成可以从水中分离的形态, 最终达到处理的效果。

针对氧化还原反应而言, 其实质是无机物以及有机物在反应的过程中, 元素以及原子有电子的得失, 最终引起化合价的升高或者是降低, 在废水处理中常见的氧化剂包括有气态O2、Cl2、O3、漂白粉、高锰酸钾等。在水中常用的还原剂有:铁屑、锌粉、硼氢化钠、硫酸亚铁、二氧化硫等。

2 氧化的方法和类型

2.1 空气 (及纯氧) 氧化法

氧由于有特殊的物理结构, 因此氧具有非常强的氧化性, 氧的氧化性随着p H值的变化会出现相应的变化, p H值降低的过程中, 氧的氧化性明显增强, 但是由于在反应的过程中, 氧气的活化能很高, 导致了氧在反应的过程中速率较慢。因此在这个过程中, 常常需要催化剂, 或者是在高温和高压的条件进行, 这样能够大大的提高氧化性能, 而且氧化的速率将会有非常明显的提高, 但是采用纯氧虽然在一定程度上有非常高的效率, 但是由于受到了成本的限制, 因此受到了限制, 在实际的使用中受到了限制。

2.2 臭氧氧化法

臭氧就有较强的氧化性, 在很多理想的条件环境中, 臭氧能够将大多数溶液中的单质进行氧化, 并且能够氧化成最高的状态, 因此臭氧在实际工业废水的处理中非常常见, 这是因此臭氧具有较强的氧化作用, 能够将水中的有机物进行释放, 并且臭氧具有较强的杀菌作用, 在较为理想的环境条件下, 臭氧具有较高的效率, 虽然臭氧在反应的过程中具有反应较为完全、速率较高以及不产生污染的优点, 但是在实际的从操作过程中, 由于臭氧不稳定, 而且制备起来非常的复杂, 因此目前工业上都是采用空气干燥的方法或者是采用氧气经过无声的放电方法进行制备。

而水中的臭氧都是采用混合发生器进行, 一方面反应器能够促进能够保证水和臭氧能够充分的接触, 使得扩散较为均匀, 另外一方面由于振荡作用, 使得反应较为充分。另外由于臭氧具有较大的腐蚀性, 因此在实际化工废水的处理过程中, 需要增加管道的抗腐蚀的能力, 从而最大程度的提高设备的使用寿命。

2.3 氯氧化法

在诸多的氧化剂中, 氯是最为普遍的氧化剂, 采用氯的氧化方法能够快速的对水中的污染物进行氧化, 在实际操作的过程中, 常见的药剂主要包括氯气, 高氯酸以及相应的钠盐和钙盐。在实际的操作过程中, 次氯酸是最为常见的含氯氧化剂。

3 还原法

在硝酸盐的消除中有非常多的运用。首先, 废水中的硝酸盐在固定床铜催化剂上被还原剂肼水合物还原成亚硝酸盐, 副产物氨被汽提出溶液, 亚硝酸盐被还原剂氨磺酸还原成氮气。其次还原反应还可以采用钯催化剂将亚硝酸盐还原成氮气, 副产氢氧化钠。中试结果表明, 采用该法可将废水中氮的质量浓度从4500mg/L降至40mg/L。

4 氧化还原法在处理化工废水中的应用

4.1 空气氧化除硫

采用空气氧化法的手段能够有效的出去废水中的硫, 在水中, 硫化物主要是以钠盐或者是铵盐的化合态的形式存在于废水中, 同时在酸性的水中, 存在一定形式的H2S, 例如在水中, 存在较多形态的, Na2S、Na HS、 (NH4) 2S、NH4HS。在酸性废水中, 有时还存在着H2S。在还原性较强的碱性溶液中, 空气氧化法效果较好。在反应的过程中, 基本上都是采用以下步骤进行完成的:

空气脱硫的装置基本上都是在封闭的塔中进行的, 例如某化工厂的含脱硫废水的喷射装置在进入混合器以后, 进入脱硫塔后然后分为4 段, 每一段的高度为3m, 这样的设计能够有效的将气、废水以及内部的物体进行有效的混合, 从而最大程度的提高反应的效率。

4.2 臭氧法处理含酚废水

由于酚有较强的毒性, 因此酚在臭氧氧化的过程中, 需要有较高的工艺设备, 但是由于酚和臭氧反应的时间较快, 而且其中的苯环很容易被打断, 因此起到了良好的降解作用, 在一些工业废水中, 臭氧氧化能够取得较的效果。

5 结语

综上所述, 随着人们对于环境污染的重视, 在进行废水处理的过程中, 相应的氧化还原法在使用的过程中非常的普遍, 本文针对常见氧化还原法的原理以及相应的应用进行了分析, 目的是提高化工废水处理的效率, 更好的用于工业生产和控制环境污染。

摘要：水污染是环境污染中非常重要的一个方面, 化工生产中会产生较多的工业废水, 本文首先这对化工生产中的工业废水进行了分析, 随后分析了氧化还原法的原理以及在化工废水中的处理应用, 目的是提高化工废水的处理效率, 从而降低废水的污染。

关键词：氧化还原法,处理,化工废水,应用

参考文献

[1]陆朝阳, 尹德强, 林锋, 等.自催化氧化还原技术处理PCB络合废水试验研究[J].环境科学与技术, 2015 (02) .

[2]郑岩.氧化还原法在处理化工废水中的应用[J].城市建设理论研究:电子版, 2014.

还原处理 篇6

1 氧化还原法的基本原理

水体中的溶剂性物质通常包括有机物和无机物两种, 这些物质可以通过化学反应过程对其进行还原或者氧化, 从而转化成固体或气体形态的毒性较低或者无害的新物质, 以便从水中分离排除开来, 达到有效处理废水的目的。氧化还原法的主要原理是在通过化学反应, 使离子或原子得到电子或失去电子, 引起化合价降低或者升高的过程[1]。在含油废水处理中通常使用的还原剂包括二氧化硫、硫酸亚铁、硼氢化钠以及锌粉和铁粉, 而通常使用的氧化剂则包括高高锰酸钾、漂白粉以及气态的臭氧、氧气以及氯气。氧化还原的方法主要包括氯氧化法、臭氧化法以及空气氧化法三种类型。

2 含油废水的概述

含油废水属于工业废水, 具有量大面广的特点。通常情况下, 含油废水来源于石油化工厂、机械厂和钢铁厂, 主要是在进行石油开采、石油加工和石油运输的过程中产生的。随着社会经济的迅速发展, 我国工业也迅速发展起来, 然而, 在发展的同时, 含油废水的排放量在近几年中呈现出逐年上升的趋势, 成分也变得越来越复杂[2]。含油废水其表层有一层油膜, 能够阻碍氧气溶入水中, 因此, 如果含油废水不经过有效处理就将其直接排入水体, 将导致水中出现缺氧现象, 从而导致水中的生物出现死亡, 对环境造成严重的污染。含油废水中的油通常以乳化油、溶解油、悬浮油这三种状态存在于水中。

3 氧化还原法在处理含油废水中的具体应用

含油废水由于成分非常复杂, 不仅还有大量的油类、烷烃类、脂肪类以及苯类物质, 同时还含有多种有机物, 如有机酸、有机氯化物。在含油废水的实际检测中可以通过对一种有机物进行单独检测的方式, 也可以通过检测所有有机物的含量[3]。本文以某污水处理站处理含油废水为研究对象。水量大约是8900m3/d, 含油量为189.56mg/L, 水温在45℃左右, 细菌总含量大约每升在100~10000个之间, 悬浮的固体颗粒物约为55~150mg/L, 总矿化度为16.4×104mg/L, 铁离子含量为55mg/L, p H=5.5。采用氧化还原法进行含油废水的处理, 对处理后的水质进行各项指标的测试, 测试结果见表1。

从表1我们可以得知, 含油废水通过氧化还原法处理后, 水体的含油量控制在了5mg/L以下, 并彻底清除了含油废水中的细菌以及对人体有害的含硫粒子, 铁离子含量和悬浮固体颗粒物也得到了有效的控制, 分别在0.7mg/L以下和1~5mg/L之间, 尤其是p H值被有效控制在了6.0~7.5之间。通过氧化还原法处理之后, 水质的各项指标均达到了国家的标准, 且水质非常稳定。

除此之外, 从含油废水处理的成本上来看, 氧化还原法不仅使污泥产量得到了最大限度的降低, 同时使含油废水处理的经济效益得到有效提高, 大大降低了因传统含油废水处理过程中出现的有关污泥处置、污泥运输以及污泥脱水和环保等方面的费用。为了进一步验证氧化还原法在含油废水处理中的应用效果, 本人对上述污水处理站的含油废水样品进行混凝沉降处理, 等到絮状物完全沉降之后, 再对沉降的污泥进行过滤, 并将其转移到量筒中, 静置几分钟后, 将其上清液洗出, 然后放入烧杯中烘干并进行称重, 完成之后按照同样的方法与步骤再进行常规方法处理, 最后进行对比分析, 见表2。

4 结语

综上所述, 在工业生产中产生的含油废水其成分非常复杂, 直接排入水体将会严重污染环境, 因此, 必须采取合理有效地方式对其进行处理。氧化还原法是在通过化学反应, 使离子或原子得到电子或失去电子, 引起化合价降低或者升高的过程。近年来, 逐渐得到应用, 并取得了突破性的成果, 通过不断地研究和实践证明, 通过氧化还原法处理后的含油废水, 不仅水质的各项指标均达到了国家的标准, 且水质非常稳定。

参考文献

[1]吴根树, 刘妍.曝气池—氧化沟工艺在含油废水处理中的应用[J].华北航天工业学院学报, 2013.

[2]邢瑶, 王须革.陶瓷膜超滤技术在含油废水处理中的应用[J.环境保护与循环经济, 2013.

还原处理 篇7

秸秆预处理的主要作用是将秸秆外层的木质素破坏掉,使被包裹在里面的纤维素和半纤维素裸露出来,在酶解过程中纤维素才能与纤维素酶有充分的接触,纤维素酶才能充分发挥作用。目前,木质纤维素原料预处理的方法主要有物理法、化学法、物理化学法和生物法[1]。传统的物理预处理法对木质素含量较低的生物物质的处理效果较好,而化学预处理法能有效降低纤维素的结晶度,除去半纤维素或木质素,能耗低、周期短、效率高、条件较温和,但是污染较大[2]。近年来,微波也应用于秸秆预处理中。Haykir通过碱预处理、漆酶和纤维素酶的复合处理,使棉花秸秆溶出的葡萄糖产量达到5.45%[3]。邓辉等通过优化棉秆糖化碱预处理条件,使棉花秸秆水解率达到20.05%[4],另外人们开始研究通过微生物和酶的作用来降解木质纤维素,以实现建立各种方法的优化和综合利用技术体系,张琴等利用微生物降解经稀酸常温处理的棉花秸秆,实现棉花秸秆糖化率最高30%左右[4]。

该研究通过棉花秸秆预处理试验,降低纤维素的聚合度、结晶度,再通过添加筛选纤维素降解复合系进行酶解试验,以提高秸秆还原糖的得率,为提高棉花秸秆饲料的利用效率提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试棉花秸秆采自新疆阿拉尔市周边地区,粉碎过40目筛。纤维素酶为绿色木霉是商品酶,购自上海蓝季科技有限公司。降解复合菌系为新鲜牛粪中筛选而得。

1.2 方法

1.2.1 棉花秸秆预处理

(1)微波处理:取100 g棉花秸秆(水分调至60%),室温浸泡48 h后微波炉给定功率(700 W),处理15 min;(2)氨化处理(16℃):取100 g棉花秸秆样品,加入2.5%氨水溶液,固液比1∶20,16℃处理48 h;(3)碱/微波处理:取100 g棉花秸秆,加入2%NaOH溶液,固液比1∶20,室温浸泡48 h。预处理结束后,水洗至中性,蒸馏水洗2次,然后微波炉给定功率(700 W),处理15 min;(4)碱+微波处理:取100 g棉花秸秆样品,加入2%NaOH溶液后,微波炉给定功率(700 W),处理15 min;(5)氨化处理(30℃):取100 g棉花秸秆样品,加入2.5%氨水溶液,固液比1∶20,30℃处理48 h;(6)碱处理:取100 g棉花秸秆,加入2%NaOH溶液,固液比1∶20,室温浸泡48 h;(7)H2O2处理:取100 g棉花秸秆样品,加入1.3%H2O2溶液,固液比1∶20,30℃处理48 h;(8)硫酸处理:取100 g棉花秸秆样品,加入2.5%的稀硫酸溶液,固液比为1∶12,室温浸泡48 h;(9)蒸汽爆破处理:取100 g棉花秸秆样品,试样送河南鹤壁市气爆工程研究中心进行处理,压力2.5 MPa,时间4 min,温度225℃;(10)空白对照:取100 g棉花秸秆样品,蒸馏水冲洗。

各样品预处理结束后,水洗至中性,蒸馏水洗2次。65℃烘干,称重量,计算失重率,然后采用范式洗涤法测定其中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、酸性洗涤木质素(ADL)。

失重率undefined

1.2.2 复合菌系的筛选

参照李为[6]等的方法取新鲜牛粪5 g加入到100 mL PCS培养基中,37℃静置培养,待滤纸崩解以后,按照10%(v/v)接种量再转接到新鲜的培养液中,如此转接数代,淘汰失去分解能力和不稳定的培养物,待滤纸崩解时间和速度稳定以后,即初步筛选到纤维素分解混合菌群。吸取经过筛选的转接复合菌系10 mL于离心管中,3 000 r·min-1离心15 min,取上清液即得到粗酶液[7]。

1.2.3 酶活测定方法

酶活测定采用DNS法[8],主要测定羧甲基纤维素酶(CMC酶)、滤纸活性酶(FPA酶)和β-葡萄糖苷酶(β-G酶)。活力定义:在pH5.0,40℃下,每分钟催化纤维素水解生成1 μmol葡萄糖的酶量为一个酶活力单位(U)。FPA酶活力定义:在pH4.8,50℃下,每分钟催化滤纸水解生成1 μmol葡萄糖的酶量为一个酶活力单位(U)。β-G酶活力定义:每分钟催化水解水杨苷产生1 μmol的葡萄糖所需的酶量为一个酶活单位(U)。

1.2.4 对预处理的棉花秸秆进行酶解试验

称取一定质量的预处理的棉花秸秆,按照10 U·g-1的添加量分别添加纤维素复合酶菌系和绿色木霉进行酶解试验,充分混匀,于50℃水解48 h,分别测定糖化率、失重率和转化效率等指标。

2 结果与分析

2.1 不同预处理对棉花秸秆木质素、纤维素和半纤维素含量的影响

不同的预处理棉花秸秆的半纤维素均低于对照组,说明不同的预处理有利于棉花秸秆半纤维素的水解;蒸汽爆破处理棉花秸秆的失重率最大,为39.00%,半纤维素含量也最低,为1.54%。纤维素的含量除了蒸汽爆破处理较低,其它处理均高于对照。木质素的含量,除了氨化(16℃)处理与对照组接近外,处理均低于对照组(见表1)。

2.2 纤维素酶活的测定结果

按照1.2.3方法测定复合菌系酶活性和绿色木霉酶活性(见图1)。测定条件在温度为50℃,pH为4.8时的复合菌系酶活性大小是CMCase为5.889 U·mL-1,FPA为3.222 U·mL-1,β-葡萄糖苷酶为6.671 U·mL-1;绿色木霉的酶活性大小是CMCase为16.642 U·mL-1,FPA为6.133 U·mL-1,β-葡萄糖苷酶为5.286 U·mL-1。

2.3 复合菌系酶对棉花秸秆的降解效果影响

按照1.2.4的方法对不同预处理的棉花秸秆进行酶解试验,就酶解效果看(见表2),绿色木霉对微波处理、氨化处理(16℃)、碱+微波处理、双氧水处理、蒸汽爆破处理的效果强于纤维素复合酶,而纤维素复合酶在碱/微波处理、氨化处理(30℃)、碱处理、硫酸处理棉秆酶解效果作用较绿色木霉好。总体来看微波处理、氨化处理、碱+微波处理、双氧水处理、硫酸处理的预处理酶解的效果较好。碱+微波处理失重率最高,达到19.32%、酶解率最高,达到32.20%;硫酸处理糖化率最高,达到18.20%、转化率也最高,达到20.23%;碱+微波处理葡萄糖得率最高,达到1.013%。

注:-1表示添加复合菌系处理,-2表示添加绿色木霉处理。

Note:-1 means treatment with composite strain,-2 means treatment with trichoderma viride.

3 结论与讨论

棉花秸秆是一类有一定粗蛋白含量,但是干物质有效降解率和代谢能都较低的粗饲料,纤维素消化率低是棉花秸秆消化利用的主要问题[9]。

试验采用硫酸处理、微波处理、蒸汽爆破处理等9种方法预处理棉花秸秆。其中蒸汽爆破处理棉花秸秆的损失量最大,为39.00%,酶解效果也较好。分析原因是蒸汽爆破导致棉花秸秆木质纤维结构变化,从而加速棉花秸秆的微生物降解进程提高其降解率。纤维素含量除了蒸汽爆破处理较低,其它处理均高于对照。木质素含量,除氨化(16℃)与对照接近外,其它的处理均低于对照组。不同的预处理棉花秸秆的半纤维素均低于对照组,说明不同的预处理有利于棉花秸秆半纤维素的水解,其中蒸汽爆破处理棉花秸秆的失重率最大,为39.00%,半纤维素含量也最低为1.54%。纤维素的含量除了蒸汽爆破处理较低,其它处理均高于对照。

植物秸秆在碱溶液处理过程中的失重主要是因为纤维原料中的半纤维素和木质素溶于碱溶液造成的,在试验中棉花秸秆在碱+微波处理条件下失重率最高,达到19.32%,酶解率最高达到32.20%;硫酸处理糖化率最高,达到18.20%,转化率最高,达到20.23%;碱+微波同时处理葡萄糖得率最高达到1.013%。碱+微波处理的棉花秸秆水解产生的还原糖高于其它处理,这与朱圣东[10]等人微波处理稻草的结果相似,棉花秸秆中的极性分子在高频电磁场的作用下,分子运动和相互摩擦均加剧, 使更多的纤维素和木质素分子被碱液作用使棉花秸秆的纤维结构破坏得更为彻底,纤维素酶更能迅速到达作用位点,木质纤维素结构破坏得比较严重,易于水解,因而加快棉花秸秆的酶水解速度[11,12]。

参考文献

[1]杨涛.水稻秸秆纤维素发酵转化燃料乙醇的研究[D].长沙:湖南农业大学,2008.

[2]宋安东,任天宝,谢慧,等.化学与处理对玉米秸秆酶解糖化效果的实验[J].化学与生物工程,2006,23(8):22-27.

[3]Haykir.A comparative study on lignocellulose pretreatmentsfor bioethanol production from cotton stalk[J].New biotechnol-ogy,2009,25(1):253-254.

[4]邓辉,李春,李飞,等.棉花秸秆糖化碱预处理条件优化[J].农业工程学报,2009,25(1):208-212.

[5]张琴,李艳宾,岳耀峰,等.棉花秸秆的微生物降解及糖化工艺研究[J].食品与发酵工业,2009,35(2):142-145.

[6]李为,薛红蕾,王江丽,等.一组高效棉花秸秆降解菌复合系的构建及其降解特性的研究[J].新疆农业科学,2009,46(1):72-77.

[7]尹礎,夏乐先,柳建设,等.一株纤维素降解菌株的分离鉴定及产酶特征研究[J].环境科学与技术,2009,32(3):50-53.

[8]刘德海,杨玉华,张发旺,等.饲用纤维素酶活力的测定方法的探讨[J].饲料工业,2002,23(4):34-35.

[9]魏敏,雒秋江,王东宝,等.棉花秸秆作为绵羊粗饲料的研究[J].草食家畜,2003(3):47-49.

[10]Zhu Shengdong,Wu Yuanxin,Yu Ziniu,et al.Pretreat-ment by microwave/alika of rice straw and its enzymic hy-drolysis[J].Prosess Chemistry,2005,40,3082-3086.

[11]Riedel K,Bronnenmeier K.Active-site mutations whichchange the substratespecificity of the Clostridium sterco-rarium cellulase Ce1Zimplications for synergism[J].Eur JBiochem,1999,262(1):218-223.

还原处理 篇8

钢铁厂在生产过程中产生大量含锌粉尘, 传统工艺将这些含锌尘泥作为烧结原料返回烧结进行回收利用, 但是因为含锌粉尘粒度细, 会降低料层的透气性, 并且会是链篦条、风机等挂泥, 降低烧结的产量, 其中的锌又会影响烧结矿的质量, 对环境也会造成污染。转底炉直接还原技术采用碳球团或者含碳量较高的除尘灰作为反应原料, 反应速度快, 并且能讲粉尘中的锌作为副产品分离出来, 达到回收利用钢厂粉尘, 保护土壤环境的目的。

转底炉工艺系统可分为配料混匀系统、压球、烘干、焙烧、烟气及主抽风机系统, 配料混匀作为头道工序有着重要的意义, 某钢厂转底炉系统配设15个料仓, 分2排布置, 一排5个仓、另一排10个仓, 其中的5个仓采用皮带机上料, 2个燃料仓、2个选后精粉料仓、1个返料仓, 仓下采用拖料秤配料;另外10个仓为除尘灰仓, 通过星形给料机、电子皮带秤出料实现除尘灰按一定比例配比, 转炉除尘灰定量出料设备为星形给料机、螺旋称;配好的混合料分别经刮板机、斗式提升机、加湿机及皮带机送入强力混合机, 混合料经加湿机加水, 强力混合机搅拌混匀, 然后通过皮带机输送到压球室。各个仓的下料比例直接影响到后续的产品质量和品位, 因此一套合理的配料方案是生产必备的条件之一。本文将论述通过不同比例的配料, 使得到的混合粉尘具有合适的碳氧比, 合适的还原条件, 以及配料计算的基本方法。

1 配料计算的基本参数

进行配料计算首先要确定一定的参数原则: (1) 通过化验取得各种粉尘的化学成分, 如TFe, MFe, Fe O, Zn O, C:等, 煤粉或焦灰。 (2) 确定除高炉布袋除尘灰以外各种粉尘的配加比例, 一般来讲, 粉尘的比例为近阶段钢厂该粉尘的产生量的比例, 而高炉布袋除尘灰的配加量比例需计算得出。 (3) 给出配料计算的碳氧比C∶O, 一般来说可先确定为1.0, 或根据生产工艺需要做相应调整。 (4) 根据生产工艺需要, 确定配料总量。

2 配料计算过程

粉尘品种一共有A、B、C、……和高炉布袋除尘灰, 其成分为如下:

3 根据碳氧比例列方程, 求解高炉布袋除尘灰的配入比例

(1) 混合粉尘的碳来源

(2) 混合粉尘的氧来源 (只取铁氧化物和锌氧化物中的氧

(3) 若碳氧比为1.0, 所列方程如下

解方程, 求出x值

(4) 计算每种粉尘干基下料量

给出需要混合粉尘总量M, 已经获得各种粉尘的比例:a, b, …, x, 计算每种粉尘的配比和下料量:

每种粉尘比例 (归一化) :

金属化球团成分预测计算:球团在转底炉内进行还原后, 重量减轻, 根据物质不灭定律, 减轻的成分主要是:铁氧化物发生直接还原反应生成CO离开球团, 锌和铅氧化物还原挥发, 钾和钠的化合物的挥发。根据相关的热工参数, 确定 (或做相关检测) 最终球团金属化率η%, 计算金属化球团的成分:

4 应用实践

某钢厂某批次的除尘灰成分如表1所示。其中Fe2O3成分是通过TFe、MFe和FeO计算得出。

对比金属化球团预测成分和实际成分, 误差率在18%以内。在实际应用中, 将以上公式模型编程写入PLC中, 在HMI画面中预留除尘灰成分的输入接口, 操作员可根据每批次不同的除尘灰成分, 按照不同的碳氧比及产量要求进行预配比, 直到配出达到符合生产要求的比例, 从而可以精确控制产品品位质量, 达到生产要求。

按照前两节所讲计算步骤, 碳氧比为1的情况下, 可以得出各种除尘灰的配料比如表2所示。

5 事故状态下的配料应急

(1) 直接还原球团的碳来源是高炉布袋除尘灰, 因此高炉布袋除尘灰发生事故不能配加, 应立即启动煤粉仓或焦化除尘灰仓。

(2) 用煤粉或焦化除尘灰代替高炉布袋除尘灰, 配料计算。

(3) 除高炉布袋除尘灰意外的料仓发生故障, 停止某种粉尘配入, 从新进行配料计算, 修改下料量。

(4) 品位控制, 若检测球团品位低于65%, 则需适量配入高品位原料, 如轧钢铁皮等, 从新带入新数据矩阵。

摘要：转底炉直接处理还原钢铁厂的含锌尘泥是近些年发展起来的新工艺, 本文依据某钢铁厂生产实际, 提出了转底炉配料过程中的配料方案.该方案在对钢铁厂含锌尘泥化学成分检测的基础上, 通过物质的化学反应计算, 实现合理的配料方案, 并且针对事故状态下的配料应急的情况, 提出配料的应急处理方法。

关键词：转底炉,配料,含锌尘泥

参考文献

[1]王定武.转底炉工艺直接还原的现状和前景[J].冶金管理, 2007, 17 (12) :53.

[2]黄洁.谈转底炉的发展[J], 中国冶金, 2007, 17 (4) :23

还原处理 篇9

1 相关工作

在音变还原的研究领域上,属于突厥语族的维吾尔语进行的工作比较广阔。文献[1]中指出,维吾尔语词干在接词缀时按维吾尔语语音和谐规律有些语音会发生弱化、脱落、增音等现象。该论文提出了一种自动还原模型,此模型中我们把音变现象泛化,先假设维吾尔语中所有语音都有音变现象,从而将还原问题转化为类似于词性标注问题,再利用标注的方法解决了还原操作。思路是:维吾尔语词被看作是所包含语音的线性序列,先假设音变现象会发生在每个语音上,那么构成一个词的语音序列中每一个语音就可以有n(0≤n≤31)个原形候选,找到它们的原形就类似于词序列自动标注,再利用序列标注的方法即可解决还原问题。文献[4],重点研究维吾尔语中弱化现象及处理算法,并分析了维吾尔语词法结构、音节结构、词干—词缀连接形式等技术。处理弱化问题时,要根据词干库检查弱化属性,并根据语音和谐规律分析是否正确连接。该算法在文本检索、词频统计、文本校对等研究领域得到很好的应用。运行结果表明该算法具有可行性和有效性,并在实践中不断完善。

2 乌兹别克语语音变化现象分析

2.1 乌兹别克语语音脱落、同化、增音现象的分析

1)语音脱落

(1)元音脱落:有些以辅音字母结尾的双音节名词词干末尾连接领属词缀“i,im,imiz,ingiz,ing”时,第二个音节里的元音字母会脱落。这种脱落字母有“u,i,a”等三个。如:

Burun(鼻子)+i=burni(他的鼻子),shahar(城市)+im=shahrim(我的城市),qorin(肚子)+im=qornim(我的肚子)

(2)辅音脱落:乌兹别克语里的“men”和“sen”等两个人称代词末尾连接宾格词缀“ni”、领属格词缀“ning”和词缀“niki”时,这些人称代词词尾的辅音“n”就会脱落。如:

Sen(你)+ni=seni(把你),men(我)+ni=meni(把我),men(我)+niki=meniki(我的)

2)语音同化

(1)以“q”结尾的多音节名词词干末尾连接元音开头的领属词缀“i,im,imiz,ingiz,ing”时,词干末尾的“q”同化为“g’”,然后继续连接词缀。如:

Quloq(耳朵)+im=qulog’im(我的耳朵),barmoq(手指)+ing=barmog’ing(你的手指),oyoq(鞋子)+i=oyog’i(他的鞋子)

(2)以“k”结尾的多音节名词词干末尾连接元音开头的领属词缀“i,im,imiz,ingiz,ing”时,词干末尾的“k”同化为“g”,然后继续连接词缀。如:

Ertak(童话)+ing=ertaging(你的童话),istak(欲望)+im=istagim(我的欲望),tilak(希望)+i=tilagi)(他的希望)

注:单音节词、外来借词和少数一部分多音节词不会发生同化现象。如xalq(xalqim我的人民),bank(bankimiz我们的银行)[4]。

3)增音

以元音字母开头的部分名词词干末尾连接元音开头的领属词缀“i,im,imiz,ingiz,ing”时,词干和词缀之间增多一个辅音“y”。比如parvo+i=parvoyi。Orzu(愿望)+im=orzuyim(我的愿望)

注:发生增音的这些词里还有部分词的末尾连接第一、第二人称领属词缀是增加辅音“y”,但是连接第三人称领属词缀时直接连接“si”。比如:(Orzu+im=orzuyim我的梦想),(Orzu+si=orzusi他的梦想)。

2.2 语音脱落、同化、增音的还原分析

1)语音脱落还原

(1)元音脱落的还原:首先去掉发生元音脱落的词汇末尾的领属词缀“i,im,imiz,ingiz,ing”,即词干提取。然后分析该词干中出现的第一个元音字母。词干中出现的第一个元音字母有“u”“o’”“a”三种。下面分别讨论以上三种情况:

(1)如果词汇中出现的第一个元音字母为“u”的话,那么在该词干的最后一个辅音字母前面加元音字母“u”,即词干还原。

(2)如果词汇中出现的第一个元音字母为“o’、o、i”的话,那么在该词干的最后一个辅音字母前面加元音字母“i”,即词干还原。

(3)如果词汇中出现的第一个元音字母为“a”的话,那么在该词干的最后一个辅音字母前面加元音字母“a”,即词干还原。

(2)辅音脱落的还原:第一步,切取词缀“ning、niki”,其次在剩下的词干末尾增加一个“n”。

2)语音同化还原

语音同化的还原:首先去掉词汇末尾的“i,im,imiz,ingiz,ing”等词缀,其次分析剩下词干的末尾的字母。若词干末尾的字母是“g’”,那么还原为“q”。如果是“g”,那么还原为“k”。

3)增音的还原

增音的还原:首先切取词汇末尾的“i,im,imiz,ingiz,ing”等词缀,然后再一次与词干库进行配对。如果能配对直接输出结果,如果不能配对就继续判断是否以“y”结尾。如果是,就切取最后的辅音“y”即可。此时还原已完成。

3 语音变化现象的还原方法研究

3.1 语音变化的还原模型的研究

乌兹别克语音变分析模型的建立是实现还原的关键。此模型根据乌兹别克语中发生音变现象的词汇本身的特征来设计的。

注:表中#表示去除词缀后的词干;#(1)表示词干的第一个音节。

3.2 乌兹别克语语音变化自动还原过程

乌兹别克语语音变化的自动还原利用上述设计的分析模型,并结合词干库查找方法来实现的。利用乌兹别克斯坦的官方网站(www.kutubxona.com)截取的乌兹别克语文本信息作为实验对象,内容主要是短篇小说。首先对这些文本进行统计和人工处理准备了由“i,im,imiz,ingiz,ing”等名词词缀结尾的8177个名词。利用词干库配对方法的原因是:部分词干的词尾与以上的构形词缀相似。比如(yangi新的)是以“i”结尾,这里的“i”不是构形词缀而是一个词干的词尾。不需要进行还原,直接输出结果即可。

步骤一:词干库配对。若能配对直接输出结果;若不能配对,去除构形词缀。

步骤二:再次进行词干库配对。

步骤三:根据表1中的六种模型来实现语音脱落、同化、增音的还原。

4 实验及分析

4.1 实验结果

实验利用已筛选的8177个以“i,im,imiz,ingiz,ing”等构形词缀结尾的名词进行测试。采用计算准确率P来评测实验结果。计算公式如下:

其中,A表示自动切分正确的词数;B表示语料中的词汇总数;P衡量的是切分方法的准确度。

测试结果如下:

4.2 实验结果分析

本测试中,发生语音脱落和增音现象的词汇还原的准确率一律达到100%。词干库未登录词干的出现直接影响同化还原的测试结果。比如:“bargi”这一词去除构形词缀“i”得出“barg”,这个词已经是正确的词干,但是是词典未登录词,所以根据规则自动还原,还原成<bark>这个没有意义的词。这样,导致了发生语音同化的词汇还原准确率为96%。下面举例实验结果:

1)脱落还原shahrishahr+ishahar

2)同化还原istagimiz istag+imiz istak g→k

3)增音还原parvoyim parvo+y+imiz parvo

本次研究可知,在8177个词中发生语音变化的词的频率为21.3%。提高乌兹别克语名词词干提取的准确率,首先处理其中的语音变化极其重要。试验中,没有进行还原的词干<oʻrn、istag、orzuy>都不是准确的词干、不表示任何意义。应用规则和词典查找的混合方法进行还原才可以得到正确的词干<oʻrin、istak、orzu>。由此可知,语音变化处理方案的可靠性和实验结果的准确率直接影响词干提取的准确率。本次试验因出现未登录词而降低了实验结果的准确率,在今后的研究过程中进一步的完善规则库,扩建词干库,提出更科学、可行的处理方案为自动提取乌兹别克语名词词干提取和还原研究打下基础。

摘要：语音变化现象的自动还原是词干提取的基础。为了提高词干提取的准确率,本文深入研究乌兹别克语中的语音变化现象,并提出音变现象的自动还原模型。分析乌兹别克语中发生语音变化的词干本身的特征,设计音变现象的还原模型,并结合了词干库配对方法来实现自动还原。实验以乌兹比克斯坦的官方网站(www.kutubxona.com)截取的语料为实验对象,验证处理模型的有效性。